高中物理 3.5 洛伦兹力的应用同步练习教科版选修3-1

合集下载

高中物理选修3-1：3.5《研究洛伦兹力》同步测试+.doc

《研究洛伦兹力》同步试题一、选择题：1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（）A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）A、2：1B、1：1C、1：2D、1：43、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（）A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏4、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）A、大小为B/v，粒子带正电时，方向向上B、大小为B/v，粒子带负电时，方向向上C、大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D、大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关5、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（）A、变大B、变小C、不变D、条件不足，无法判断6、设匀强磁场方向沿z轴正向，带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力f作用的方向沿y 轴正向，如图所示，则该带负电的粒子速度方向为（）A、一定沿x轴正向B、一定沿x轴负向C、可能在xOz平面内D、可能在xOy平面内7、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用B、电荷在电场中一定受电场力的作用C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直8、如图所示，绝缘劈两斜面光滑且足够长，它们的倾角分别为α、β（α＜β＝，处在垂直纸面向里的匀强磁场中，将质量相等，带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放，不考虑两电荷之间的库仑力，则（）A、在斜面上两球做匀加速运动，且a A＜a BB、在斜面上两球都做变加速运动C、两球沿斜面运动的最大位移s A＜s BD、两球沿斜面运动的时间t A＜t B二、填空题：1、如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。

2019-2020学年高中物理第三章磁场第5节洛伦兹力的应用练习(含解析)教科版选修3-1

第5节洛伦兹力的应用一、单项选择题1.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角．设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1、t2，则t1∶t2为( )A．1∶3B．4∶3C．1∶1 D．3∶2解析：a粒子的偏向角为90°，b离子的偏向角为60°，即a、b离子做圆周运动的圆心角分别为90°、60°，由t＝θ2πT知，t1t2＝π2π3＝32，D项正确．答案：D2.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示．粒子a 的运动轨迹半径为r 1，粒子b 的运动轨迹半径为r 2，且r 2＝2r 1，q 1、q 2分别是粒子a 、b 所带的电荷量，则( )A ．a 带负电、b 带正电、q 1m 1∶q 2m 2＝2∶1B ．a 带负电、b 带正电、q 1m 1∶q 2m 2＝1∶2C ．a 带正电、b 带负电、q 1m 1∶q 2m 2＝2∶1D ．a 带正电、b 带负电、q 1m 1∶q 2m 2＝1∶1解析：根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出a 、b 分别带正、负电，根据半径之比可计算出q 1m 1∶q 2m 2为2∶1.答案：C3.美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一步．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A 、C 板间，如图所示．带电粒子从P 0处以速度v 0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D 形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( )A ．带电粒子每运动一周被加速两次B ．带电粒子每运动一周P 1P 2＝P 2P 3C ．加速粒子的最大速度与D 形盒的尺寸有关 D ．加速电场方向需要做周期性的变化解析：由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A 错误；由R ＝mv qB 和Uq ＝12mv 22－12mv 21可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B 错误；由v ＝qBRm可知，加速粒子的最大速度与D 形盒的半径R 有关，C 正确；由T ＝2πmBq可知，粒子运动的周期不随v 而变，故D 错误．答案：C4.如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v 从P 处沿PQ 方向进入长为d 、宽为h 的匀强磁场区域，从N 处离开磁场，若电子质量为m ，带电荷量为e ，磁感应强度为B ，则( )A ．电子在磁场中运动的时间t ＝d vB ．电子在磁场中运动的时间t ＝hvC ．洛伦兹力对电子做的功为BevhD ．电子在N 处的速度大小也是v解析：洛伦兹力不做功，所以电子在N 处速度大小也为v ，D 正确，C 错误，电子在磁场中的运动时间t ＝PN ︵v ≠d v ≠hv，A 、B 错误．答案：D5.如图所示是磁流体发电机示意图，两块面积均为S 的相同平行金属板M 、N 相距为L ，板间匀强磁场的磁感应强度为B ，等离子体(即高温下的电离气体，含有大量的正、负离子，且整体显中性)以速度v 不断射入两平行金属极板间，两极板间存在着如图所示的匀强磁场．关于磁流体发电机产生的电动势E 的大小，下列说法不正确的是( ) A ．与等离子体所带的电荷量成正比 B ．与等离子体速度v 的大小成正比 C ．与两板间的距离的大小成正比D ．与两板间匀强磁场的磁感应强度的大小成正比解析：当粒子所受洛伦兹力与电场力平衡时，板间电压达到稳定，此时，qvB ＝q ·U L，则U ＝BLv .可知A 说法不正确，故正确答案为A.答案：A二、多项选择题6．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( ) A ．a 粒子动能最大 B ．c 粒子速率最大C ．a 粒子在磁场中运动时间最长D ．它们做圆周运动的周期T a <T b <T c解析：由运动轨迹可知r a <r b <r c ，根据r ＝mvqB，可知v c >v b >v a ，A 错误，B 正确；根据运动轨迹对应的圆心角及周期公式，可知它们的周期相等，a 粒子在磁场中运动时间最长，C 正确，D 错误．答案：BC7.如图所示，在一个圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．速率不同的一束质子从边缘的M 点沿半径方向射入磁场区域，关于质子在磁场中的运动下列说法正确的是( ) A ．运动轨迹越长的，运动时间越长 B ．运动轨迹越短的，运动时间越长 C ．运动速率大的，运动时间越长 D ．运动速率小的，运动时间越长解析：根据质子在磁场中的运动情况作出不同速率的质子的运动轨迹如图所示，由图和r ＝mv qB可知，质子的运动速率v 1>v 2，显然运动轨迹s 1>s 2，θ1<θ2，且质子的运动时间t ∝θ，正确答案为B 、D 项．答案：BD8.1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )A ．离子由加速器的中心附近进入加速器B ．离子由加速器的边缘进入加速器C ．离子从磁场中获得能量D ．离子从电场中获得能量解析：回旋加速器的两个D 形盒间隙分布有周期性变化的电场，不断地给带电粒子加速使其获得能量；而D 形盒处分布有恒定不变的磁场，具有一定速度的带电粒子在D 形盒内受到磁场的洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动；洛伦兹力不做功，故不能使离子获得能量；离子源在回旋加速器的中心附近进入加速器，所以正确选项为A 、D. 答案：AD 9.如图所示，在x 轴上方存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直于纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成30°角的速度斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R .则( ) A ．粒子经偏转一定能回到原点OB ．粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2C ．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm3qBD ．粒子第二次射入x 轴上方磁场时，沿x 轴前进3R解析：由r ＝mv qB可知，粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，选项B 正确；粒子完成一次周期性运动的时间t ＝16T 1＋16T 2＝πm 3qB ＋2πm 3qB ＝πmqB，选项C 错误；粒子第二次射入x 轴上方磁场时沿x 轴前进l ＝R ＋2R ＝3R ，则粒子经偏转不能回到原点O ，选项A 错误，D 正确．答案：BD10.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前、后两个内侧固定有金属板作为电板，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U .若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B ．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关解析：由左手定则可判断出正离子较多时，正离子受到洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高，故A 错误．同理，负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势降低，故B 正确．设前后表面间最高电压为U ，则qU b＝qvB ，所以U ＝vBb ，所以U 与离子浓度无关，故C 错误．而Q ＝Sv ＝vbc ，所以Q ＝Uc B，故D 正确．答案：BD 三、非选择题11.如图所示，两平行金属板间距为d ，电势差为U ，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场．带电荷量为＋q 、质量为m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动，最后打在金属板上．忽略重力的影响，求： (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R ； (2)从开始运动到打在金属板上所用的时间．解析：(1)出电场时，由动能定理得Uq ＝12mv 2进入磁场后做匀速圆周运动，有qvB ＝mv 2R联立得R ＝1B 2Umq.(2)在电场中加速时d ＝12at 21，其中a ＝Uqdm在磁场中的偏转时间t 2＝T 2＝πR v ＝πmqB联立得t ＝t 1＋t 2＝2md 2Uq ＋πmqB.答案：(1)1B 2Um q (2) 2md 2Uq ＋πmqB12.回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以使在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过窄缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q 、质量为m ，离子最大回旋半径为R max ，其运动轨迹如图所示．问： (1)盒内有无电场？(2)离子在盒内做何种运动？(3)所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？ (4)离子离开加速器时速度为多大，最大动能为多少？解析：(1)D 形盒由金属导体制成，具有屏蔽外电场作用，盒内无电场． (2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大．(3)离子在电场中运动时间极短，因此高频交流电频率要等于离子回旋频率．因为T ＝2πmqB，回旋频率f ＝1T ＝qB 2πm ，角速度ω＝2πf ＝qB m.(4)离子最大回旋半径为R max ，由牛顿第二定律得qv max B ＝mv 2maxR max ，故v max ＝qBR max m，最大动能E kmax＝12mv 2max ＝ q 2B 2R 2max2m. 答案：(1)无 (2)匀速圆周运动 (3)qB 2πm qBm(4)qBR max m q 2B 2R 2max 2m。

物理教科版选修3-1课后训练：3.5.洛伦兹力的应用含解析

5.洛伦兹力的应用练习1．用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采取下列哪几种方法( )．A．将其磁感应强度增大为原来的2倍B．将其磁感应强度增大为原来的4倍C．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍D．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍2．如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的( ）．A．电荷量B．质量C．速度D．比荷3．如图所示,一个静止的质量为m，带电荷量为＋q的带电粒子(不计重力）,经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OP＝x，能正确反映x与U之间函数关系的xU图像如图中的( ）．4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子由加速器的中心附近进入加速器，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核和α粒子(氚核和α粒子质量比为3∶4，电荷量之比为1∶2），则以下说法正确的是( )．A．加速α粒子的交流电源的周期较大,α粒子获得的最大动能较小B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．若增大加速电压，氚核获得的最大动能增大D．若增大加速电压，氚核在加速器中运动的总时间变短5．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积),下列说法中正确的是( )．A．若污水中正粒子较多,则前表面比后表面电势低B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种粒子多少无关C．污水中粒子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b、c无关6．如图为质谱仪工作原理分析图，若用质谱仪分析带正电的粒子束的性质，则下列判断正确的是（)．A．若粒子束是同位素，则BD的距离越大，粒子的质量越大B．若粒子束是同位素，则BD的距离越大，粒子的质量越小C．只要BD的距离相同，则粒子的质量一定相同D．只要BD的距离相同，则粒子的比荷一定相同7．如图所示为电视机显像管的简化原理图,现有质量为m、电荷量为e、初速度不计的电子经加速电场加速后，垂直于磁场射入宽度为L的有界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B,若电子束的偏转角为θ，求:加速电场的电势差U为多大？8．如图左边有一对平行金属板，两板相距为d,电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出．已知弧FG所对应的圆心角为θ。

高中物理 35洛伦兹力的应用基础巩固试题教科版选修31

（课堂设计）2014-2015高中物理 3-5洛伦兹力的应用基础巩固试题教科版选修3-1一、单项选择题1．在匀强磁场中的两个电子A 和B 分别以速率v 和2v 垂直磁场同时运动，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点( ) A ．条件不足无法比较 B ．A 先到达 C ．B 先到达D ．同时到达解析：电子回到出发点均经过1个周期，由T ＝2πmqB知，周期与速率无关，故电子同时回到出发点．答案：D2．图3－5－18是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z 轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图3－5－18A ．加一磁场，磁场方向沿z 轴负方向B ．加一磁场，磁场方向沿y 轴正方向C ．加一电场，电场方向沿z 轴负方向D ．加一电场，电场方向沿y 轴正方向答案：B3.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图3－5－19所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中可以确定( )图3－5－19A ．粒子从a 点到b 点，带正电B ．粒子从b 点到a 点，带正电C ．粒子从a 点到b 点，带负电D ．粒子从b 点到a 点，带负电解析：垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝mvqB，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，则速度减小，由轨道半径公式R ＝mv qB，半径减小，所以粒子是从b 点到a 点的，再根据左手定则判定出它带正电．答案：B4.如图3－5－20所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )图3－5－20A.3v2aB，正电荷 B.v2aB，正电荷 C.3v2aB，负电荷 D.v2aB，负电荷解析：由题知带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示，由左手定则知粒子带负电荷．由几何关系：sin 30°＝a －RR，得R ＝23a ，由R ＝mv Bq ，则q m ＝3v2Ba .故C 项正确．答案：C5.三个质子分别以大小相等、方向如图3－5－21所示的初速度v 1、v 2和v 3经过平板MN 上的小孔O 射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空中，且不计重力．这三个质子打到平板MN 上的位置到小孔O 的距离分别是s 1、s 2和s 3，则( )图3－5－21A ．s 1＜s 2＜s 3B ．s 1＞s 2＞s 3C ．s 1＝s 2＞s 3D ．s 1＝s 3＜s 2答案：D 二、多项选择题6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3－5－22所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x ，可以判断( )图3－5－22A ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越大B ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越小C ．只要x 相同，则离子质量一定相同D ．只要x 相同，则离子的比荷一定相同解析：同位素加速qU ＝12mv 2，v ＝2qUm，则x ＝2r ＝2mv qB ＝2B2mUq，由上式知A 、D 项正确．答案：AD7.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3－5－23所示．这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是( )图3－5－23A ．离子由加速器的中心附近进入加速器B ．离子由加速器的边缘进入加速器C ．离子从磁场中获得能量D ．离子从电场中获得能量解析：由R ＝mvqB知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A 项正确，B 项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变．磁场的作用是改变离子的速度方向，所以C 项错误，D 项正确．答案：AD8.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图3－5－24是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( )图3－5－24A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C 粒子带负电D 粒子带正电解析：本题考查的知识点为左手定则、带电粒子在磁场中的运动的半径与速率的关系．从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a 点的曲率半径大于在b 点的曲率半径．由R ＝mv qB知，半径越小速度越小，所以粒子在b 点的速度小于在a 点的速度，故粒子先经过a 点，再经过b 点，A 项正确B 项错误；根据左手定则可以判断粒子带负电，C 项正确D 项错误．答案：AC9.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图3－5－25表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，以下说法正确的是( )图3－5－25A ．B 板带正电 B ．A 板带正电C ．其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D ．其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大答案：ACD 三、非选择题10.如图3－5－26所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m ，电荷量为e ，不计电子之间相互作用力及所受的重力．求：图3－5－26(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R . (2)电子在磁场中运动的时间t . (3)圆形磁场区域的半径r .解析：本题是考查带电粒子在圆形区域中的运动问题．一般先根据入射、出射速度确定圆心，再根据几何知识求解．首先利用对准圆心方向入射必定沿背离圆心出射的规律，找出圆心位置；再利用几何知识及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的相关知识求解．(1)由牛顿第二定律得Bqv ＝mv 2R ，q ＝e ，得R ＝mv Be.(2)如图所示，设电子做圆周运动的周期为T ，则T ＝2πR v ＝2πm Bq ＝2πmBe.由如图所示的几何关系得圆心角α＝θ，所以t ＝α2πT ＝m θeB.(3)由几何关系可知：tan θ2＝r R ，所以有r ＝mv eB tan θ2.答案：mv BemθeB mv eB tan θ211．如图3－5－27所示为一速度选择器(也称为滤速器)的原理图．K 为电子枪，由枪中沿KA 方向射出的电子，速率大小不一．当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S .设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V ，间距为5 cm ，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T ，问：图3－5－27(1)磁场的指向应该向里还是向外？ (2)速度为多大的电子才能通过小孔S?解析：(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E 方向向下，使带负电的电子受到的电场力F E ＝eE ，方向向上．若没有磁场，电子束将向上偏转．为了使电子能够穿过小孔S ，所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的．根据左手定则分析得出，B 的方向垂直于纸面向里． (2)电子受到的洛伦兹力为：F B ＝evB ，它的大小与电子速率v 有关．只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线KA 通过小孔S .据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evB ＝eE ，解得：v ＝EB ，又因为E ＝U d ，所以v ＝U Bd.将U ＝300 V ，B ＝0.06 T ，d ＝0.05 m 代入上式，得v ＝105m/s 即只有速率为105m/s 的电子可以通过小孔S . 答案：(1)向里 (2)105m/s12．如图3－5－28所示，一束具有各种速率的、带一个基本正电荷的两种铜离子(质量数分别为63和65)，水平地经小孔S 进入有匀强电场和匀强磁场的区域，电场E 的方向向下，磁场B 1的方向垂直纸面向里，只有那些路径不发生偏折的离子才能通过另一个小孔S ′.为了把从S ′射出来的两种铜离子分开，让它们再进入另一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B 2中，使两种离子分别沿不同半径的圆形轨道运动，试图3－5－28分别求出两种离子的轨道半径．已知：E ＝1.0×105V/m ，B 1＝0.40 T ，B 2＝0.50 T ，e ＝1.60×10－19C ，质量数是63的铜离子质量m 1＝63×1.66×10－27kg ，质量数是65的铜离子质量m 2＝65×1.66×10－27kg.解析：设铜离子的电荷量为e ，以速度v 进入小孔S 后，受到的力有电场力F 1＝eE (方向向下)，洛伦兹力F 2＝evB 1(方向向上)，重力可忽略．铜离子匀速无偏折穿过S ′，因此从小孔S ′穿出的铜离子必定满足的条件是eE ＝evB 1 即速度v ＝EB 1的铜离子能无偏折穿出小孔S ′进入磁场B 2后，受到洛伦兹力F ＝evB 的作用而做匀速圆周运动，根据r ＝mv qB得r 1＝m 1E eB 1B 2≈0.33 m r 2＝m 2E eB 1B 2≈0.34 m.答案：0.33 m 0.34 m。

高中物理 3.5 洛伦兹力的应用课后知能检测教科版选修31

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.5 洛伦兹力的应用课后知能检测教科版选修3-11．有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如图3－5－17所示，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r 相同，则它们一定具有相同的( )图3－5－17①速度；②质量；③电荷量；④比荷 A ．①③ B ．②③④ C ．①④D ．①②③④【解析】在区域Ⅰ，运动的正离子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，且Eq ＝Bqv ，离子以速度v ＝EB 匀速穿过区域Ⅰ，进入区域Ⅱ，离子做匀速圆周运动，轨道半径r ＝mvqB，因经区域Ⅰ的选择v 相同，当v 相同时，必有q /m 相同．【答案】 C2．如图3－5－18所示，带负电的粒子以速度v 从粒子源P 处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向里)，则带电粒子的可能轨迹是( )图3－5－18A ．aB ．bC ．cD ．d【解析】粒子带负电、磁场方向垂直于纸而向里，根据左手定则，粒子应沿顺时针旋转，故D 正确．【答案】 D3．如图3－5－19所示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E .平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2.平板S 下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．则下列表述正确的是( )图3－5－19A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于EBD ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越小【解析】本题考查速度选择器及质谱仪的有关知识．由加速电场可知粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，B 正确；粒子经过速度选择器时满足qE ＝qvB ，可知能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E B ，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动时有R ＝mv qB，可见当v 相同时，R ∝m q，所以可以用来区分同位素，且R 越大，比荷就越小，D 错误．【答案】 ABC4．如图3－5－20所示，截面为正方形的容器处在匀强磁场中，一束电子从孔a 垂直磁场方向射入容器中，其中一部分从c 孔射出，一部分从d 孔射出，则下列叙述中正确的是( )图3－5－20A ．从两孔射出的电子速率之比v c ∶v d ＝2∶1B ．从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比t c ∶t d ＝1∶2C ．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比a c ∶a d ＝2∶1D ．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比a c ∶a d ＝2∶1 【解析】 R c ＝mv c eB ，R d ＝mv d cB ，因此R c ＝2R d ，所以v c ∶v d ＝2∶1，故A 正确；t c ＝14×2πmeB，t d ＝12×2πmeB，所以t c ∶t d ＝1∶2，故B 正确；加速度之比a c ∶a d ＝qv c B ∶qv d B ＝v c ∶v d ＝2∶1，故C错误，D正确．【答案】ABD5.图3－5－21如图3－5－21所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态，若将绝缘板C沿水平方向抽去，则( )A．小球A仍可能处于静止状态B．小球A将可能沿轨迹1运动C．小球A将可能沿轨迹2运动D．小球A将可能沿轨迹3运动【解析】若小球所受库仑力和重力二力平衡，则撤去绝缘板后，小球仍能继续处于平衡状态，A正确，若小球在库仑力、重力、绝缘板弹力三力作用下处于平衡状态，则撤去绝缘板后，小球所受合力向上，小球向上运动并受到向左的洛伦兹力而向左偏转，B正确，C、D错误【答案】AB6．如图3－5－22所示，空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一由两种粒子组成的细束粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷都相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力．下列说法正确的是( )图3－5－22A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对应的圆心角一定越大【解析】带电粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据qvB ＝mv 2r得轨道半径r ＝mvqB，由于粒子的比荷相同，故不同速度的粒子在磁场中运动的轨迹半径不同，轨迹不同；相同速度的粒子，轨道半径相同，轨迹相同，故B 正确．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T ＝2πr v ＝2πm qB，故所有带电粒子的运动周期均相同，若带电粒子从磁场左边界射出磁场，则这些粒子在磁场中运动的时间是相同的，但不同速度轨迹不同，故A 、C 错误．根据θt＝2πT得θ＝2πTt ，所以t 越长，θ越大，故D 正确．【答案】 BD7．(2012·德阳高二检测)如图3－5－23所示，一带电粒子垂直射入一自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动轨迹仍为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力)( )图3－5－23A ．粒子从A 点射入，速率逐渐减小B ．粒子从A 点射入，速率逐渐增大C ．粒子带负电，从B 点射入磁场D ．粒子带正电，从B 点射入磁场【解析】带电粒子受阻尼作用，速率减小，而运动半径未变，由r ＝mvqB知，粒子运动轨迹上B 逐渐减小，粒子应从A 点射入磁场，故A 对，B 错．据左手定则及偏转方向可以判断粒子带正电，C 、D 错．【答案】 A8．(2012·杭州十四中高二检测)一个带电粒子以初速度v 0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是( )【解析】 A 、C 选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A 图中粒子应逆时针转，正确；C 图中粒子应顺时针转，错误．同理可以判断B 错，D 对．【答案】 AD9．(2012·天津新区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图3－5－24所示，D 形盒半径为R ，垂直D 形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B ，两盒分别与交流电源相连．下列说法正确的是( )图3－5－24A ．质子被加速后的最大速度随B 、R 的增大而增大 B ．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C ．只要R 足够大，质子的速度可以被加速到任意值D ．如果不改变任何量，这个装置不能用于加速α粒子【解析】由r ＝mv qB 得当r ＝R 时，质子有最大速度v m ＝qBRm，即B 、R 越大，v m 越大，v m 与加速电压无关，A 对，B 错．随着质子速度v 的增大、质量m 会发生变化，据T ＝2πmqB知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C 错．由上面周期公式知α粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速α粒子，D 对．【答案】 AD10．环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图3－5－25所示正、负离子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B .(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确是( )图3－5－25A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B 越大B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B 越小 C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期越小 D ．对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期都不变【解析】在加速器中qU ＝12mv 2，在环状空腔内做匀速圆周运动的半径r ＝mv qB ，即r ＝1B 2mUq，所以在半径不变的条件下q m越大，B 越小，选项B 正确；粒子在空腔内的周期T ＝2πrv，故加速电压越大，粒子的速率v 越大，其周期越小，选项C 正确．【答案】 BC11．(2012·乐山高二检测)已知质量为m 的带电液滴，以速度v 射入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 中，图3－5－26液滴在此空间刚好能在竖直平面做匀速圆周运动．如图3－5－26所示．求： (1)液滴在空间受到几个力作用； (2)液滴带电荷量及电性；(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？【解析】 (1)由于是带电液滴，它必然受重力，又处于电磁复合场中，还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用．(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，电荷量由mg ＝Eq 求得：q ＝mg /E .(3)尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，所以仍可用半径公式R ＝mvqB，把电荷量代入可得：R ＝mv mg EB ＝Ev gB . 【答案】 (1)三个 (2)mg E，负电 (3)Ev gB12．(2013·成都双流中学期末)如图3－5－27所示，在x 轴上方有磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场．x 轴下方有磁感应强度大小为B /2，方向垂直纸面外的匀强磁场．一质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子(不计重力)，从x 轴上O 点以速度v 0垂直x 轴向上射出．求：图3－5－27(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x 轴？ (2)粒子第二次到达x 轴时离O 点的距离．【解析】粒子射出后受洛伦兹力做匀速圆周运动，运动半个圆周后第一次到达x 轴，以向下的速度v 0进入下方磁场，又运动半个圆周后第二次到达x 轴．如图所示．(1)由牛顿第二定律有qv 0B ＝m v 20r ①T ＝2πrv 0②得T 1＝2πm qB ，T 2＝4πm qB，粒子第二次到达x 轴需时间t ＝12T 1＋12T 2＝3πm qB .(2)由①式可知r 1＝mv 0qB ，r 2＝2mv 0qB，粒子第二次到达x 轴时离O 点的距离s ＝2r 1＋2r 2＝6mv 0qB.【答案】 (1)3πm qB (2)6mv 0qB。

2019高中物理第三章 5 第5节洛伦兹力的应用随堂演练(含解析)教科版选修3-1

B1v＝eE,v＝错误!＝错误! m/s＝2×105 m/s。
（2）粒子进入磁场 B2 后做圆周运动,洛伦兹力提供向心力． v2
eB2v＝m R ，R＝错误!。设质子质量为 m,则氘核质量为 2m 则：d＝错误!×2－错误!×2＝5.2×10－3 m。答案:（1）2×105 m/s (2）5.2×10－3 m
11．已知回旋加速器 D 形盒内匀强磁场的磁感应强度 B＝1。5 T，D 形盒的半径为 R＝60 cm,两盒间隙 d＝1。0 cm，两盒间电压 U＝2。0×104 V，今将 α粒子接近间隙中心某点向 D 形盒内以近似于零的初速度垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运动的时间．（不计粒子在电场中运动的时间）解析：回旋加速器最基本的原理是电场加速,磁场偏转．由于被加速粒子做圆周运动的周期与速度无关,是恒定的，每一周期粒子被加速两次，得到粒子最后的能量，即可知加速次数,进一步可知经历几个周期，就可求出总的运动时间．α粒子在 D 形盒中运动的最大半径为 R，由洛伦兹力提供向心力可得：qvmaxB＝m错误!得 vmax＝BqmR，根据上面的分析得到的结论可知： α粒子获得的最大动能 Ekmax＝12mv错误!＝错误! α粒子被加速的次数为 n＝错误!＝错误! 则α粒子在加速器中运动的总时间 t＝错误!T＝错误!×错误!＝错误!＝错误! s ≈4.2×10－5 s. 答案：4.2×10－5 s 12．一圆筒的横截面如图所示，其圆心为 O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。圆筒下面有相距为 d 的平行金属板 M、N，其中 M 板带正电荷,N 板带等量负电荷．质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子自 M 板边缘的 P 处由静止释放，经 N 板的小孔 S 以速度 v 沿半径 SO 方向射入磁场中．粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：（1）M、N 间电场强度 E 的大小; （2）圆筒的半径 R. 解析：(1）设两板间的电压为 U，由动能定理得

教科版高中物理选修3-1《洛伦兹力的应用》课时跟踪训练

3.5《洛伦兹力的应用》课时跟踪训练一、选择题1.(银川高二检测)如图3－5－19所示，一带电粒子垂直射入一自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动轨迹仍为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力)（）图3－5－19A.粒子从A 点射入，速率逐渐减小B.粒子从A 点射入，速率逐渐增大C.粒子带负电，从B 点射入磁场D.粒子带正电，从B 点射入磁场解析：选A.带电粒子受阻尼作用，速率减小，而运动半径未变，由r ＝mv qB 知，粒子运动轨迹上B 逐渐减小，粒子应从A 点射入磁场，故A 对，B 错.据左手定则及偏转方向可以判断粒子带正电，C 、D 错.2.(天津新四区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图3－5－20所示，D 形盒半径为R ，垂直D 形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B ，两盒分别与交流电源相连.下列说法正确的是（）图3－5－20A.质子被加速后的最大速度随B 、R 的增大而增大B.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C.只要R 足够大，质子的速度可以被加速到任意值D.不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子解析：选A.由r ＝mv qB 得当r ＝R 时，质子有最大速度v m ＝qBR m ，即B 、R 越大，v m 越大，v m 与加速电压无关，A 对，B 错.随着质子速度v 的增大、质量m 会发生变化，据T ＝2πm qB 知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C 错.由上面周期公式知α粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速α粒子，D 错.3.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a 和b 以及磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图3－5－21所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV ，磁感应强度的大小为0.040 T.则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为（）图3－5－21A.1.3 m/s ，a 正、b 负B.2.7 m/s ，a 正、b 负C.1.3 m/s ，a 负、b 正D.2.7 m/s ，a 负、b 正解析：选A.血液中的离子在达到平衡时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，即q U d＝qvB ，v ＝1.3 m/s ，根据左手定则电极a 正、b 负.4.如图3－5－22所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a 、b 、c 带有等量同种电荷，其中a 静止， b 向右做匀速运动，c 向左做匀速运动，比较它们的重力G a 、G b 、G c 间的关系，正确的是（）图3－5－22A.G a最大B.G b最大C.G c最大D.G b最小解析：选B.由于a静止，G a＝qE，电场力向上，带正电荷，由左手定则可知，b 受洛伦兹力方向向上，G b＝qE＋qvB.c受洛伦兹力方向向下，G c＋qvB＝qE，由此可知，G b＞G a＞G c，故B正确.5.(吉林市高二检测)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图3－5－23所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（）图3－5－23A.离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.离子在C点时速度最大D.离子到达B点时，将沿原曲线返回A点解析：选ABC.离子一开始向下运动，说明电场力方向向下，离子带正电，A对；在A与B点离子的动能相等，据动能定理，电场力不做功，A、B电势相等，故A、B位于同一高度，B对；运动轨迹上的各点，电势差U AC最大，据动能定理，离子到达C点时的动能最大，速度最大，C对.离子到达B点后又向下运动且向右偏转，故它不会沿原曲线返回A点，D错.6.如图3－5－24所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出，若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）图3－5－24A.穿出位置一定在O ′点下方B.穿出位置一定在O ′点上方C.运动时，在电场中的电势能一定减小D.在电场中运动时，动能一定减小解析：选C.粒子a 沿直线运动，说明电场力与洛伦兹力等大反向，O 、O ′在同一水平线上，但由于不能确定粒子a 的带电性，去掉磁场后，不能确定电场力方向，也就不能确定b 粒子向哪偏转，b 到达右边界的位置不能确定，A 、B 错.但b 在偏转过程中，电场力一定对它做正功，其电势能减小，动能增加，C 对，D 错.二、非选择题7.如图3－5－25所示，为一电磁流量计的示意图，截面为一正方形的非磁性管，其每边长为d ，内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B .现测得液体表面a 、b 两点间电势差为U ，求管内导电液体的流量Q .图3－5－25解析：a 、b 两点电势差达到稳定的条件q U d ＝qvB ，解得导电液体的流速v ＝U Bd ，导电液体的流量Q ＝Sv ＝d 2U Bd ＝dU B .答案：dU B8.为了研究物质的微观结构，科学家必须用各种各样的加速器产生出速度很大的高能粒子.欧洲核子研究中心的粒子加速器周长达27 km ，为什么加速器需要那么大的周长呢？图3－5－26解析：由回旋加速器原理，带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝mv 2r ，得v ＝qBr m .故粒子经电场加速后离开加速器时的动能E k ＝12mv 2＝12·q 2B 2r 2m可见在其他条件一定时，加速器的半径越大，粒子加速后的能量越大.答案：半径越大，粒子加速后能量就越大9.质谱仪原理如图3－5－27所示，a 为粒子加速器，电压为U 1；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；c 为偏转分离器，磁感应强度为B 2.今有一质量为m 、电荷量为e 的正电子(不计重力)，由静止经加速后，该粒子恰能通过速度选择器.粒子进入分离器后做半径为R 的匀速圆周运动.求：图3－5－27(1)粒子的速度v 为多少？(2)速度选择器的电压U 2为多少？(3)粒子在B 2磁场中做匀速圆周运动的半径R 为多大？解析：(1)在粒子加速器内，粒子做匀加速直线运动，由动能定理知：eU 1＝12mv 2.所以v ＝ 2eU 1m .(2)速度选择器中，洛伦兹力与电场力等大反向，则： evB 1＝eE又E ＝U 2d所以U 2＝B 1d 2eU 1m .(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，则evB 2＝m v 2R ，所以R ＝1B 2 2U 1me .答案：(1) 2eU 1m (2)B 1d 2eU 1m (3)1B 2 2U 1me。

2019-2020学年高二物理教科版选修3-1同步测练：(20)洛伦兹力的应用 Word版含答案

洛伦兹力的应用1、关于回旋加速器在实际中的应用,下列说法不正确的是( )A.电场的变化周期等于带电粒子在磁场中的运动周期B.带电粒子每经过D形盒的缝隙一次就加速一次, 加速后在磁场中做匀速圆周运动的周期不变C.带电粒子经过回旋加速器加速,能量不能无限增大D.带电粒子的最大动能仅与带电粒子本身和D形盒半径有关2、圆形区域内有如图所示的匀强磁场,一束比荷相同的带电粒子对准圆心射入,分别从O a 、两点射出,下列说法正确的是( )bA. 点出射粒子速率较小bB. 点出射粒子运动半径较大aC. 点出射粒子磁场中的运动时间较短bD. 点出射粒子速度偏转角较小a3、如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角。

现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为( )A. 1 2t∆B. 2t∆C. 1 3t∆D. 3t∆4、回旋加速器是加速带电粒子的装置.其主体部分是两个D 形金属盒,两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示,现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是( )A.增大金属盒的半径B.减小狭缝间的距离C.增大高频交流电压D.减小磁场的磁感应强度5、如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。

初速度不计的电子经加速电场加速后进入有限边界的匀强磁场中发生偏转,最后打在荧光屏上。

如果发现电视画面幅度与正常的相比偏小,则引起这种现象可能的原因是( )A.电子枪发射能力减弱,电子数量减少B.加速电场的电压过低,电子速率偏小C.偏转线圈局部短路,线圈匝数减少D.偏转线圈中电流过大,偏转线圈的磁感应强度增强6、如图所示,为质谱仪测定带电粒子质量装置的示意图.速度选择器(也称滤速器)中场强E 的方向竖直向下.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,分离器中磁感应强度的方向垂1B 2B 直于纸面向外.在处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于和射入速度选择器中,若S E 1B ,,在不计重力的情况下,则打在、、1P 2P、四点的离子分别是( )3P 4PA.甲、乙、丙、丁B.甲、丁、乙、丙C.丙、丁、乙、甲D.甲、乙、丁、丙7、为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极,污水充满管口地从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。

高中物理 3.5 洛伦兹力的应用同步练习 教科版选修3-1

高中物理选修3-1：3.5《研究洛伦兹力》同步测试+.doc

2019-2020学年高中物理 第三章 磁场 第5节 洛伦兹力的应用练习(含解析)教科版选修3-1

最新-高中物理 35 洛伦兹力的应用同步练习 教科版选修3-1 精品

物理教科版选修3-1课后训练：3.5.洛伦兹力的应用含解析

高中物理 35洛伦兹力的应用基础巩固试题 教科版选修31

高中物理 3.5 洛伦兹力的应用课后知能检测 教科版选修31

2019高中物理 第三章 5 第5节 洛伦兹力的应用随堂演练(含解析)教科版选修3-1